一种过滤组件和空气净化装置的制作方法

1.本发明涉及空气净化设备技术领域，具体涉及一种过滤组件和空气净化装置。


背景技术：

2.驻极体空气净化装置一般利用静电驻极作用使由电介质材料制成的滤网带静电，其能够在静电力的作用下改变灰尘等颗粒物的轨迹，从而对灰尘等颗粒物进行吸附，具有着较高的过滤效率。然而，申请人在研发过程中发现，现有的驻极体空气净化装置中的驻极体在使用过程中存在着电荷衰减的问题，其对灰尘的吸附效果会在几个月内大大降低，从而降低空气净化装置的空气净化效率。另外，随着使用时间的增加，附着在滤网上的灰尘也会逐渐堵塞滤网的网孔，导致气流难以快速通过网孔，进一步降低空气的净化效率。


技术实现要素：

3.因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的空气净化装置在使用过程承载的电荷会逐渐衰减和吸附的灰尘容易堵塞网孔的缺陷，从而提供一种过滤组件和空气净化装置。
4.为了解决上述问题，本发明第一方面提供了一种过滤组件，包括：放电电极和地电极；滤网，其制造材料包括电介质材料，位于放电电极和地电极之间并与地电极相对设置，放电电极与滤网的间距为d1，0≤d1≤20mm。
5.进一步地，地电极与滤网的间距为d2，0≤d2≤5mm。
6.进一步地，滤网为波浪状。
7.进一步地，滤网上弯折形成有多个朝向放电电极的第一凹槽以及朝向地电极的第二凹槽，放电电极包括插入第一凹槽的第一插入部；
8.和/或，地电极包括插入第二凹槽的第二插入部。
9.进一步地，第一凹槽的槽底和第二凹槽的槽底为尖角状。
10.进一步地，第一插入部与第二插入部相互平行，第一插入部与第二插入部之间适于空气穿过。
11.进一步地，放电电极还包括第一框架，第一插入部设置在第一框架上；
12.地电极还包括第二框架，第二插入部设置在第二框架上，第一框架与第二框架之间形成适于空气穿过的通道。
13.进一步地，地电极与滤网平行设置。
14.进一步地，滤网的厚度为55
‑
60mm中的任意值,放电电极的放电电压为14
‑
16kv中的任意值。
15.本发明第二方面提供了一种空气净化装置，包括：壳体，其具有进气口和出气口；本发明第一方面的过滤组件。
16.本发明具有以下优点：
17.1.由上述技术方案可知，本发明的第一方面的过滤组件将滤网设置在放电电极和
地电极形成的电场中，并将放电电极与滤网之间的距离d1设置为大于等于0并小于等于20mm。经过申请人的反复试验验证。本发明的过滤组件能够借助放电电极和地电极之间的电场对于滤网进行极化充电，从而使滤网中产生极化电荷，可定期或实时对滤网补充电荷，实现滤网静电机理的恒效作用，避免因电荷衰减而导致滤网丧失对灰尘的吸附效果。另外，当滤网处于放电电极和地电极之间的电场中时，附着在滤网上的灰尘会呈树杈状生长，该形貌生长的灰尘不易堵塞滤网网孔，在同样容尘量条件下，明显提升了净化效率。
18.2.地电极与滤网的间距优选为d2，0≤d2≤5mm。申请人在经过多次实验后确认，滤网在使用过程中会向朝向地电极的方向释放电荷并在滤网与地电极之间形成电场。当d2选取在上述范围内时，被电场极化的滤网对地电极存在微放电的效果。电子能量在几个ev量级，电子撞击空气产生的羟基等高氧化活性基团氧化细菌等微生物；电子也能够直接碰撞细菌的外部组织细胞壁。多重作用对细菌等病毒微生物灭活，能够达到很好的灭菌效果。避免了滤网在长期使用后产生异味，克服了现有技术中的过滤组件只能够对空气中的灰尘进行过滤，无法进行消毒杀菌的缺陷。
19.3.滤网上弯折形成有多个朝向放电电极的第一凹槽以及朝向地电极的第二凹槽。放电电极包括插入第一凹槽的第一插入部，且地电极包括插入第二凹槽的第二插入部。此时，第一插入部和第二插入部之间能够形成均匀的电场。这使得每组相邻的第一插入部和第二插入部之间的电场都能够对位于两者间的部分滤网进行极化，使得波浪状的滤网的每一段都能够对空气中的灰尘进行吸附和消毒。沿垂直于第一插入部和第二插入部方向通过过滤组件的空气能够被过滤网的进行多次过滤，大大提升了过滤组件的过滤效果。
20.4.本发明第二方面所提供的空气净化装置由于包括或使用了本发明第一方面所提供的过滤组件而具有看其效果，即能够借助放电电极和地电极之间的电场对于滤网进行极化，从而使滤网中产生极化电荷，避免因电荷衰减而导致滤网丧失对灰尘的吸附效果。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1示意性地显示了本发明实施例1的过滤组件；
23.图2为本发明实施例1的过滤组件的俯视图；
24.图3为本发明实施例2的过滤组件的放电电极；
25.图4本为发明实施例4的过滤组件的俯视图。
26.附图标记说明：
27.100、过滤组件；1、放电电极；11、第一插入部；12、第一框架；2、地电极；21、第二插入部；22、第二框架；3、滤网；31、第一凹槽；32、第二凹槽。
具体实施方式
28.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术
人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
30.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
31.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
32.实施例1
33.图1示意性地显示了本发明实施例1的过滤组件。图2为本发明实施例1的过滤组件的俯视图；如图1和图2所示，实施例1的过滤组件100包括放电电极1、地电极2和滤网3。其中，滤网3的制造材料包括电介质材料。滤网3位于放电电极1和地电极2之间并与地电极2相对设置。放电电极1与滤网3的间距为d1，0≤d1≤20mm。放电电极1能够与电源相连并在放电电极1与地电极2之间形成电场。电源优选但不限于高压直流电源。用户可选择持续将放电电极1与高压直流电源相连，从而利用放电电极1与地电极2之间的电场和极化后的滤网3共同对空气进行净化；也可选择定期将放电电极1与高压直流电源相连，并利用放电电极1与地电极2之间的电场对滤网3进行极化，可定期或实时对滤网3补充电荷，实现滤网3静电机理的恒效作用，由此避免滤网3因静电衰减现象而丧失对灰尘的吸附效果。滤网3的厚度越厚，为了能够对滤网3进行极化，就要求高压直流电源的电压越高。例如在本实施例中，滤网3的厚度为50
‑
60mm,放电电极11的放电电压为14
‑
16kv。在一个优选的实施例中，滤网3的厚度为59mm，放电电极1的放电电压为15kv。
34.滤网3的材料为电介质材料，其既可以选择为高聚物驻极体的电介质材料，也可选为非驻极体的电介质材料。区别在于，当滤网3的材料选择为非驻极体的电介质材料时，滤网3内的静电衰竭较快，用户需要每天借助将放电电极1与高压直流电源相连并对滤网3进行极化。当滤网3的材料选择为驻极体材料时，滤网3的静电衰减较慢。使用电场对滤网3进行极化的周期可延长到3到6个月左右，既能节约能源，又有助于提升用户体验。驻极体材料可选为非极性材料，例如聚丙烯、聚四氟乙烯、六氟乙烯/聚四氟乙烯共聚物等；也可选为极性材料或弱极性材料，例如聚三氟乙烯、聚丙烯共混及聚酯等。但优选地，在本实施例中，滤网3为hepa高效微粒过滤网3，能够对空气进行更彻底的过滤。放电电极1和地电极2的材料优选但不限于碳纤维或导电金属等。
35.由上述技术方案可知，实施例的过滤组件100将滤网3设置在放电电极1和地电极2形成的电场中，并将放电电极1与滤网3之间的距离d1设置为大于等于0并小于等于20mm。经过申请人的反复试验验证。本实施例的过滤组件100能够借助放电电极1和地电极2之间的电场对于滤网3进行极化充电。滤网3间歇性充电保证了静电吸附效应对超精细颗粒物的恒
效净化效果，另外，当滤网3处于放电电极1和地电极2之间的电场中时，能够使附着在滤网3上的灰尘呈树杈状生长，该形貌生长的灰尘不易堵塞滤网3的网孔，滤网3的空气透过速度不易随着使用时间的增加而逐渐降低，在同样的容尘量条件下明显提升了过滤组件100的过滤效率。
36.在本实施例中，地电极2与滤网3的间距优选为d2，0≤d2≤5mm。申请人在经过多次实验后确认，滤网3在使用过程中会向朝向地电极2的方向释放电荷并在滤网3与地电极2之间形成电场。当d2选取在上述范围内时，被电场极化的滤网3对地电极2存在微放电的效果。电子能量在几个ev量级，电子撞击空气产生的羟基等高氧化活性基团氧化细菌等微生物；电子也能够直接碰撞细菌的外部组织细胞壁。多重作用对细菌等病毒微生物灭活，达到很好的灭菌效果。避免了滤网3在长期使用后产生异味，克服了现有技术中的过滤组件100只能够对空气中的灰尘进行过滤，无法进行消毒杀菌的缺陷。
37.在本实施例中，滤网3可选为平面状的，但优选为波浪状的。波浪状的滤网3在所占的空间相同的情况下能够在电场中产生更多的极化电荷，从而增强其与地电极2之间的电场强度，并进一步强化过滤组件100的消毒杀菌效果。放电电极1和地电极2分别为平面状的，并优选为沿平行于滤网3的方向设置。在本实施例中，放电电极1可选为由金属丝或碳纤维束缠绕而成。为了提升放电电极1的机械强度，放电电极1优选为还包括第一框架12。金属丝或碳纤维束缠绕在第一框架12上。地电极2可选为金属网或带孔的金属板。放电电极1和地电极2能够允许空气沿垂直于放电电极1和地电极2的方向穿过过滤组件100并被过滤和消毒。当放电电极1沿平行于滤网3的方向设置时，其能对滤网3进行均匀的极化。地电极2与滤网3优选为平行设置。这使得滤网3能够朝接近地电极2的方向进行均匀地放电，从而有助于滤网3对空气进行充分地杀菌，避免因滤网3与地电极2之间的电场不均匀而导致杀菌效果的不可控。
38.实施例2
39.实施例2涉及了一种过滤组件100，其与实施例1的过滤组件100的区别在于，滤网3上弯折形成有多个朝向放电电极1的第一凹槽31以及朝向地电极2的第二凹槽32。放电电极1包括插入第一凹槽31的第一插入部11(见图3)。地电极2为呈平面状的金属网或带孔的金属板。此时，由于放电电极1的第一插入部11具有较小的曲率半径，形成在第一插入部11端部的电场强度极强，能够将第一插入部11附近的空气击穿，产生含有多种带电离子的等离子体。这个过程中产生的电子可直接使流过的空气中的灰尘等颗粒物带电。又由于放电电极1与地电极2之间形成有电场，被荷电后的颗粒物在电场中朝向地电极2方向运动，并在滤网3的吸附作用下被捕捉。因此，实施例2的过滤组件100还能够借助放电电极1使流过的空气中的灰尘等颗粒物带电，由此借助电场力驱动带电的灰尘朝向滤网3运动，其具有更高的过滤效率。
40.其中，第一插入部11可选为金属片、针电极或碳纤维束等。但优选为具有更小的曲率半径的针电极和金属丝。优选地，放电电极1优选为还包括第一框架12，第一插入部11设置在第一框架12上。为了尽可能使滤网3被均匀地极化，第一插入部11优选为被设置成均匀地分布在第一框架12上。地电极2与滤网3优选为平行设置。这使得滤网3能够朝接近地电极2的方向进行均匀地放电，从而有助于滤网3对空气进行充分地杀菌，避免因滤网3与地电极2之间的电场不均匀而导致杀菌效果的不可控。放电电极1和地电极2能够允许空气沿垂直
于放电电极1和地电极2的方向穿过过滤组件100并被过滤和消毒。
41.实施例3
42.实施例3涉及了一种过滤组件100，其与实施例1的过滤组件100的区别在于，过滤组件100被设置为：滤网3上弯折形成有多个朝向放电电极1的第一凹槽31以及朝向地电极2的第二凹槽32。放电电极1为平面状的。地电极2包括插入第二凹槽32的第二插入部21。此时，地电极2与滤网3之间的距离显著缩小，有助于增强滤网3与地电极2之间的电场强度，从而增强过滤组件100对霉菌、病毒微生物等有害生物的灭杀效果。在本实施例中，放电电极1可选为由金属丝或碳纤维束缠绕而成。为了提升放电电极1的机械强度，放电电极1优选为还包括第一框架12，金属丝或碳纤维束缠绕在第一框架12上。
43.其中，第一凹槽31的槽底和第二凹槽32的槽底为尖角状，有助于对滤网3进行补充电荷以及增强滤网3与地电极2之间的电场强度。
44.地电极2可选为金属网或带孔的金属板。第二插入部21优选为金属片或者是由金属或碳纤维等导电的网弯折制成。当地电极2选择为由金属丝或碳纤维束制成的网时，地电极2优选为还包括第二框架22。金属丝或碳纤维束缠绕在第二框架22上。为了避免因滤网3与地电极2之间的电场不均匀而导致杀菌效果的不可控。第二插入部21优选为均匀分布在第二框架22上。放电电极1和地电极2能够允许空气沿垂直于放电电极1和地电极2的方向穿过过滤组件100并被过滤和消毒。当放电电极1优选为沿平行于滤网3的方向设置，能对滤网3进行均匀的极化。
45.实施例4
46.实施例4涉及了一种过滤组件100，其与实施例1的过滤组件100的区别在于，滤网3上弯折形成有多个朝向放电电极1的第一凹槽31以及朝向地电极2的第二凹槽32。放电电极11包括插入第一凹槽31的第一插入部11，且地电极2包括插入第二凹槽32的第二插入部21。如图4所示，此时，第一插入部11和第二插入部21之间能够形成均匀的电场。这使得每组相邻的第一插入部11和第二插入部21之间的电场都能够对位于两者间的部分滤网3进行极化，使得波浪状的滤网3的每一段都能够对空气中的灰尘进行吸附和消毒。沿垂直于第一插入部11和第二插入部21方向通过过滤组件100的空气能够被过滤网3的进行多次过滤，大大提升了过滤组件100的过滤效果。在本实施例中，放电电极1和地电极2均优选为金属片、金属网、碳纤维网或涂有导电涂层的绝缘材料制成。
47.其中，第一凹槽31的槽底和第二凹槽32的槽底为尖角状，有助于对滤网3进行补充电荷以及增强滤网3与地电极2之间的电场强度。
48.由于放电电极1的第一插入部11具有较小的曲率半径，形成在第一插入部11端部的电场强度极强，能够将第一插入部11附近的空气击穿，产生含有多种带电离子的等离子体。这个过程中产生的电子可直接使流过的空气中的灰尘等颗粒物带电。又由于放电电极1与地电极2之间形成有电场，被荷电后的颗粒物在电场中朝向地电极2方向运动，并在滤网3的吸附作用下被捕捉。
49.在本实施例中，第一插入部11与第二插入部21优选为被设置成相互平行，能够在第一插入部11与第二插入部21之间形成均匀的电场，从而对滤网3进行均匀的极化。第一插入部11与第二插入部21之间适于空气穿过。从而允许波浪状的滤网3对空气进行多次过滤。
50.实施例5
51.实施例5涉及了一种空气净化装置，包括壳体和过滤组件100。其中，壳体具有进气口和出气口。
52.当个过滤组件100选择为实施例1、2或3中所涉及的过滤组件100时，过滤组件100的放电电极1位于迎风面，处于风道的上游；过滤组件100的地电极2位于风道的下游，进气口与和出气口优选为被设置成能够使空气沿垂直于放电电极1和地电极2的方向通过过滤组件100。
53.当过滤组件100选择为本技术实施例4所涉及的过滤组件100时，进气口与和出气口优选为被设置成能够使空气沿垂直于第一插入部11和第二插入部21的方向通过过滤组件100，能够允许滤网3对空气进行多次的过滤和消毒。
54.由于实施例5的空气净化装置包括或使用了实施例1、2、3或4所涉及的过滤组件100，因而也具有了其效果，即能够克服现有技术中的空气净化装置在使用过程承载的电荷会逐渐衰减和吸附的灰尘容易堵塞网孔的缺陷。
55.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。